Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  24,760,500
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Vật liệu composite

Vũ Năng An, Lê Thị Ngọc Hoa, Trần Thị Thanh, Nguyễn Ngọc Vi Khánh, Lê Tiến Khoa(1), Lê Văn Hiếu

Chế tạo vật liệu composite từ tính CoFe2O4/nano tinh thể cellulose làm xúc tác cho phản ứng phân hủy methylene blue

Preparation of magnetic CoFe2O4/Cellulose nanocrystals composite as an catalyst for the methylene blue degradation

Phát triển Khoa học và Công nghệ: Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP. Hồ Chí Minh)

2022

2

2064-2075

2588-106X

Trong nghiên cứu này, vật liệu composite CoFe2O4/ nano tinh thể cellulose (CoFe2O4/CNC) có từ tính đã được điều chế bằng phương pháp thủy nhiệt đơn giản và được khảo sát để làm chất xúc tác Fenton quang hóa trong phản ứng phân hủy phẩm nhuộm Methylene Blue (MB). Cấu trúc, hình thái bề mặt và tính chất của vật liệu được phân tích bằng các phương pháp như giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), ảnh EDX mapping, từ kế mẫu rung (VSM) và phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis). Kết quả phân tích cho thấy, trong điều kiện thủy nhiệt, các hạt CoFe2O4 có kích thước nanomet (CoFe2O4 NPs) được tổng hợp trực tiếp và được CNC gắn kết lên bề mặt. Vật liệu CoFe2O4/CNC có kích thước nhỏ hơn với đường kính trung bình khoảng 22 nm, so với CoFe2O4 thuần là 26 nm. Ngoài ra, CoFe2O4/CNC có độ từ hóa bão hòa (Ms ) cao hơn và có độ từ dư (Mr ) nhỏ hơn so với CoFe2O4. Giá trị Ms và Mr của CoFe2O4/CNC lần lượt là 49,2 và 7,4 emu.g−1 so với CoFe2O4 là 32,3 và 9,6 emu.g−1 . Hoạt tính xúc tác quang hóa Fenton được đánh giá bằng sự phân huỷ MB dưới quá trình chiếu sáng của tia UVA cùng sự hiện diện của H2C2O4 làm tác nhân tạo ra gốc tự do có hoạt tính. Chất xúc tác CoFe2O4/CNC cho thấy khả năng phân hủy MB ở nhiệt độ phòng cao hơn 20% so với CoFe2O4 thuần. Tính ổn định của vật liệu xúc tác được chứng minh thông qua quá trình tái sử dụng trong bốn chu kỳ phản ứng liên tiếp. Nhờ khả năng cô lập được bằng từ tính cùng tính ổn định với môi trường, composite CoFe2O4/CNC được xem như một chất xúc tác có tính kinh tế và thân thiện với môi trường để hướng đến các ứng dụng thực tế trong lĩnh vực xử lý nước thải phẩm nhuộm.

A magnetic CoFe2O4/cellulose nanocrystal (CoFe2O4/CNCs) composite was successfully prepared by a facile hydrothermal method and characterized as a Fenton-like catalyst for the methylene lue (MB) degradation. The structure and properties of this composite were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier -Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), EDX mapping, Vibrating-sample magnetometer (VSM), and Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis). Magnetic CoFe2O4 nanoparticles (CoFe2O4 NPs) were firstly synthesized and CNCs were then immobilized on the CoFe2O4 surface under hydrothermal conditions. The CoFe2O4/CNCs material had a smaller size with an average diameter of about 22 nm compared to the bare CoFe2O4 of 26 nm. In addition, CoFe2O4/CNCs possessed higher saturation magnetization (Ms) and smaller residual magnetization (Mr) than those of CoFe2O4. The Ms and Mr values of CoFe2O4/CNCs were 49.2 and 7.4 emu.g−1 , respectively compared to those of CoFe2O4 (32.3 and 9.6 emu.g−1 , respectively). The photo-Fenton catalytic activities were measured by the degradation of MB under UVA light illumination with the presence of H2C2O4 as a radical-producing source. The CoFe2O4/CNCs catalyst showed the ability to decompose MB at room temperature by 20% higher than that of the bare CoFe2O4. The stability of the catalyst was confirmed by its reuse in four consecutive cycles. Based on the environmental sustainability and magnetic separability, CoFe2O4/CNCs composite would be a relatively economical and environmentally friendly catalyst for practical applications in dye wastewater treatments.

TTKHCNQG, CTv 149